JPS6397974A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、−成分磁性トナーを用いる現像装置に関し、
特に電子写真法を利用した複写装置あるいは印字装置な
どの現像装置に関するものである。

従来の技術 従来より、電子写真法を利用した複写装置等の一成分磁
性トナーを用いた方式としては、たとえば米国特許３，
９０９，２５８号に見られるような低抵抗トナーを用い
た誘導帯電方式あるいは英国特許１，３９６．９７９号
に見られるようなトナーを高電場下において物理的に急
速撹乱する注入帯電方式などが知られているが、前者は
像担持体に現像されて付着したトナーを転写紙（ｆ通紙
）に転写することが通常の電界を利用した方法では困難
なこと、後者は構成が複雑であることなどのために実用
されている例が少ない。最近においては、米国特許４，
２９２，４２７号あるいは同じく米国特許４，２５９，
４２７号に見られるようなトナーを保持している部材や
トナ一層を規制する部材、またはトナー相互などによる
摩擦で帯電する方式が実用に供されるようになってきた
。その具体的な代表例を第３図に示す。第３図において
、磁性体あるいは弾性体からなるトナ一層規制部材２６
によって、回動するトナー保持部材２５の表面に供給さ
れたトナーＩＪ２４の厚を規制するとともに、この時に
これら規制部材２６や保持部材２５さらにはトナー相互
などによる摩擦によって現像に必要な電荷をトナーに与
える方式である。

このような簡便な方式によってトナーのＮＩｖ、、さら
には電荷を均質に得ることは十分に可能なことであるが
、しかしながら長期的な信転性の面から見るとトナー規
制部材の近傍特に上流側において、トナーが造粒現象に
よりブロック化し規制部材２６とトナー保持部材２６の
僅かの規制間隙Ａに対して目詰まりを生じ、トナー薄層
に筋状の不均質なむらをもたらすことに加えて、上述の
トナーの造粒ブロックが規制間隙から摺り抜けて現像部
Ｂに至ることもしばしば見られる。この造粒現象は画像
の解像度を上げるためにトナー粒径を通常の十数ミクロ
ンから数ミクロンに下げた場合に著しく生じ易い。他方
、上記目詰まりを回避するために規制部材２６とトナー
保持部材２５の規制間隙を拡大した場合には、規制部材
２６や保持部材２５さらにはトナー相互などによる摩擦
が不十分になるために現像に必要な電荷をトナーに与え
る機能が低下し、画像品質が悪化する。

発明が解決しようとする問題点 上述したようにこのようなトナ一層の不均質な筋状のむ
ら、あるいは規制間隙を摺り抜けたブロック状トナー粒
は、当然のことながら現像に対して具合いの悪い結果を
与えることは明らかである。

前者は画像上においては筋状の白抜けとなり、後者は縞
状の地かぶりをもたらすものである。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであってトナ
一層厚ならびにトナーの帯電電荷を長期間に互って均質
安定に得られる現像装置を提案することを口約とするも
のである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の現像装置は、その
表面に磁性トナーを保持して回動するトナー保持部材と
、トナー保持部材の裏面側に配設された磁界発生手段と
、トナー保持部材の表面に近接して配置された前記磁性
トナーを３層化するための規制部材と、前記規制部材の
上流側で、かつ前記磁界発生手段の磁界がおよぶ範囲の
トナー保持部材表面近傍に配設された磁性トナーを強制
的に撹乱するための回転円筒状部材とを有する構成を備
えたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、トナー保持部材に保持
されて規制部材に至る磁性トナーをその上流側において
磁界中を通過させつつ強制的に撹乱し、造粒ブロック化
することを防止し、かつまた撹乱されたトナーのみ規制
部材によって薄層化されるようにしているために、規制
部材とトナー保持部材の規制間隙にブロック状トナーが
目詰まりすることが解消されるとともに十分な摩擦帯電
が行われるために、長期間に互って安定な電荷を保持し
た均質なトナー薄層が得られ、この磁性トナー薄層によ
って像担持体の表面を摺擦することから、その結果均一
な濃度で地かぶりの少ない高品質の画像を得ることが可
能となる。

実施例 以下、本発明の具体的な一実施例について添付した図面
に基づいて詳述する。第２図は、本発明の現像装置が適
用される電子写真法を利用した印字装置の一例を示す内
部構造図である。図において、２は印字装置本体であっ
て、その略中央部に像担持体、具体的には感光体ドラム
１が矢符方向へ回転駆動されるように設けられている。

ドラム１の周囲には、帯電用チャージャ３、本発明に従
う現像装置１６、転写用チャージャ４、分離除電用チャ
ージャ５、クリーニング装置６が感光体ドラム１の矢符
で示されている回転方向に順次配設され、ドラム１の回
転に伴って動作し、ドラム１の回転と同期して搬送され
る転写紙７上に、トナー像を転写させる作像部を構成し
ている。

この作像部は、感光体ドラム１をクリーニング装置６に
よりクリーニングしたのち、帯電用チャ−ジャ４により
帯電させる。ドラム１のこの帯電表面には、たとえば半
導体レーザダイオードと多面回転体およびレンズ光学系
からなる露光系８により露光され、静電潜像が形成され
る。次に、この静電潜像を本発明に従う現像装置１６に
よってトナー現像し、現像後のトナー像を、同期を取っ
て送られてくる転写紙７上へ転写用チャージャ４によっ
て転写させる。さらに、転写後の転写紙７は分離除電用
チャージャ５によってドラム１の表面から分離される。

転写紙７が分離された転写後のドラム１の表面は、クリ
ーニング装置６により残留トナーをかき落とされ最初の
状態に戻る。

作像部の左側には、前記転写紙７を運ぶベルト帯電用チ
ャージャ１０によって帯電され、転写紙７を静電力によ
って吸着する搬送ベルト９、および転写紙７上の転写ト
ナー像を加熱融着させる加熱定着器１）が配設されて通
常の電子写真印字装置を構成している。給紙部は、給紙
カセット１２が印字装置本体２の一方の側面へ張り出す
状態で装着され、給紙ローラ１３を駆動することによっ
て給紙カセット１２から転写紙７をタイミングローラ１
４へ送りだし、ガイド仮１５によって案内されて、前記
作像部へ感光体ドラム１上のトナー像の移動と同期を取
って送り込む。

以上は、本発明に伴う現像装置が適用される印字装置の
一例を示したものである。

第１図は、本発明を前述の電子写真印字装置に適用した
場合の現像装置を示す内部構造図である。

第１図において、像担持体１の表面は、アクリル。

スチロール、ポリエステル等の樹脂中に、フェライト等
の磁性粉を主成分として混合分散し粉砕した平均粒径が
１０μ程度の高砥抗−成分磁性トナーの薄層２４で摺擦
される。この磁性トナ一層は、回動自在に支持されて矢
符方向に回転駆動されている非磁性円筒状のトナー保持
部材２５の周面に保持されて像担持体１の表面に搬送さ
れる。トナー保持部材２５の周面外近傍には磁性トナー
を貯留しトナー保持部材に周面に所定の量ずつトナーを
補給するためのホッパ１７が配設されている。

ホッパ１７の一端部にはトナー補給口１８が設けられ、
他端部にはトナー保持部材２５の周表面に近接して磁性
トナーを１層化するための規制部材１９が配設されてい
る。規制部材１９の規制面とトナー保持部材２５の周表
面との規制間隙は要求されるトナ一層厚や規制部材１９
が磁性か非磁性かによって異なるが一般的には０．２〜
０．５■である。規制部材１９のトナーが搬送されて来
る上流側には、規制部材１９と同じようにトナー保持部
材２５０周表面に近接して回転円筒部材２０が配設され
ている。回転円筒状部材２０のトナー保持部材２５に対
する近接面とトナー保持部材２５の周表面との間隙は、
先の規制部材１９における規制間隙より大きく取る必要
があり、回転円筒状部材の材質が磁性あるいは非磁性か
によって異なるが約０．３〜１．０ｍｍ程度が望ましい
、これらの数値は、たとえば規制部材１９に規制されて
像担持体１側に搬送されるトナーの単位時間当たりの量
を１とした場合、回転円筒状部材２０とトナー保持部材
２５との間隙を通過する量は望ましくは２．０以下、言
い替えるならば規制を受けて残余となるトナーが回転円
筒部材２０とトナー保持部材２５との間隙を通過する量
の５０％以下に調整される必要がある。この量が多い場
合には規制部材１９近傍上流側でトナーの造粒ブロック
化現象が生ずるようになるからである０回転円筒状部材
２０の回転方向はトナー保持部材２５の周面移動方向に
対して回転円筒状部材２０の周面移動方向が相反するよ
うにすることがトナー保持部材２５によって搬送されて
くるトナ一層を強制的に攪、乱するために望ましく、ま
たその周速はトナー保持部材２５の周速と同程度で差し
支えない。

トナー保持部材２５の円筒周面内には、トナー保持部材
２５の周表面に保持されている磁性トナーＪ？Ｊ２４を
ブラシ状に起毛させるために多極永久磁石２１が内包固
定されている。その磁極は、通常のこの種の現像装置と
同じように、像担持体１と相対してブラシ状トナ一層２
４で像担持体ｌを摺擦できる位置、規制部材１９と相対
してトナ一層２４をブラシ状に穂立ちさせてトナ一層２
４厚を規制できる位置に加えて、本発明においては回転
円筒状部材２０と相対して回転円筒状部材２０の近傍に
対して磁界の作用をおよぼし、この磁場中でトナー保持
部材２５の周表面に保持されている磁性トナ一層２４を
起毛撹乱できる位置に、特に回転円筒状部材２０が磁性
部材である場合には、前記部材２０との間で強磁場を形
成しこの磁場中でトナ一層２４を起毛撹乱できる位置に
配置されている。磁性トナーは、通常磁場中では磁力線
にそって羽毛状に各粒子が連なり、その層宝度が小さく
なるので、この状態でトナー保持部材２５に保持され磁
場中を通過搬送されることは、トナー粒子が動き易いた
めに容易に撹乱されてブロック状トナーの解し現象が生
ずる。この時、回転円筒状部材２０の働きは、多極永久
磁石２１の形成する磁場内にあって回転するために磁界
が揺動しトナ一層２４が機械的にも磁気的にも強制的に
撹乱され摩擦帯電を促進することになる。そして、上記
した撹乱によるブロック状トナーの解し現象とさらに前
記した規制部材１９側に送り出す量を規制して規制部材
１９近傍でのトナーのブロック化を防止するものである
。本発明の現像装置には本質的には必要な部材ではない
が付加的に回転円筒状部材２０の表面に摺擦して、遮蔽
部材２２が配設されている。遮蔽部材２２は、前記強磁
場中で起毛撹乱された以外のトナーが規制部材１９と回
転円筒状部材２０の間から侵入することを避けるととも
に回転円筒状部材２０の表面に付着したトナーを掻き落
とす働きを行なう。この間において、他よりトナーが紛
れ込むと規制部材１９上流側でのトナー量を適量に規制
できないためにトナーのブロック化が発生しやすくなる
。本発明の現像装置には、さらに規制部材１９近傍の上
流側で残余となったトナーを回転円筒状部材２０の上流
側に回送するための手段が付加されている。すなわち、
規制部材１９の下部には、トナー保持部材２５の回動に
よって搬送されてきたトナーが規制部材１９により規制
されて余分となるので、余分となったトナーを羽根車２
３によって回収し遮蔽部材２２とホッパ１７の底部の間
を通して回転円筒状部材２０の上流側に回送できるよう
に成したちのである。

次に、上記実施例について具体的なデータを付は加えて
さらに説明する。像担持体１は、感光体としてセレンド
ラムあるいは有機感光体ベルトや有機感光体ベルトでも
良く、ここでは直径が８０１画の機能分離型有機感光体
ドラムを用いた。表面帯電電圧は一７００■であり、周
速は１４０ｎ／Ｓｅｃ、である。磁性トナーは、−例と
してポリエステル樹脂６４．５部、マグネタイト３０部
、電荷制御剤３部、カーボン２部、ステアリン酸０．　
５部の比率で周知の方法により混合分散し粉砕した平均
粒径８μのものを利用した。なお、トナーとしては上記
組成に限定されるものではない。トナー保持部材として
は、第２図に従う状態において、直径３０璽嘗の非磁性
ステンレス円筒材を用い、これに内包されている多極永
久磁石には円筒表面上から計測して１０００ガウスの表
面磁束密度のものを使用した。規制部には厚さ２１の非
磁性ステンレス板、回転円筒状部材には直径１２■１の
磁性ステンレス円筒材を各々用いた。規制間隙は、Ｑ、
２ｎ＋であり、回転円筒状部材とトナー保持部材との間
隙は０．６０ｍ■に選択した。像担持体、すなわち有ａ
怒光体ドラムとトナー保持部材表面との間隙は、０．４
１であり、この条件において感光体表面をトナー薄層は
磁界の作用によりブラシ状に起毛し摺擦できる状態にあ
る。トナー保持部材の周速は、感光体と同方向に等速と
し、さらに回転円筒状部材の周速はトナー保持部材と相
反する方向に等速である。この時現像位置に達したトナ
ーの帯電電荷量を測定した結果、−２，５〜−４，３μ
Ｃｇであった。また、規制部材上流側での残余のトナー
は前記した比率で約３０％であった。この条件において
トナー保持部材に一６００Ｖのバイアスを与えて、第２
図に示した露光系を利用し潜像を作成し、反転現像して
印字試験を行った。露光系の解像度は、２０ドツト／ｌ
■、すなわち５０μの最小線幅で露光したが、得られた
印字品質においては、はぼこれを再現する解像度であっ
た。さらにこの条件において磁性トナー２ｋｇを消費し
て連続印字試験を行ったが、当初の印字品質を維持し解
像度の高い地かぶりの少ない画像が得られた。

上記のような実験によって規制間隙を一定にして、トナ
ー保持部材表面と回転円筒状部材の間隙を調整し、トナ
ーのブロック化による縞状地かぶりおよびトナー薄層の
筋状化による白抜け、さらにはトナーの帯電電荷量の変
化を観察した結果、先に記した残余のトナー比率が５０
％を越えるとブロック状トナーが生成する状態となり帯
電電荷量にも変動が見られる状況となる。

発明の効果 以上のように本発明は、−成分高抵抗磁性トナーを用い
る現像装置であって、上記トナーがトナー保持部材に保
持されてトナ一層厚の規制部材に搬送されるまでの間に
磁気的に、機械的に撹乱されると共に規制部材に対する
搬送量を適正化することによって、トナーの造粒ブロッ
ク化現象を回避し帯ＴＬ電荷量を安定に維持しつつ画像
に白抜け、縞状地かぶりのない優れた印字品質を提供す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真印字装置に適用した場合の現
像装置を示す内部構造図、第２図は本発明の現像装置が
適用される電子写真法を利用した印字装置の一例を示す
内部構成図、第３図は従来の現像装置の具体的な代表例
図である。 １９・・・・・・規制部材、２０・・・・・・回転円筒
状部材、２１・・・・・・多極永久磁石、２５・・・・
・・トナー保持部材。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名１−凋疎ヰ
乍木 １７−−ホツパ ｆ８−ドブー浮ｍ剥トロ １（／−一四〃准宋 ２Ｏ−１ｕ１勢筒本部羽 ？！−ラ他永久磁石 ｚ２−−一泗歌耶羽 ？３−］碌卑 ７−４＆ｉ！Ｆ’ｔａ ？＝印字戦酩体 ８−％訪シー身 ８−露光不 デ　−−１亮ヒビ守−ぐルト ｔＳ−カイト５叉 ｆｌ：）−見に積

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体の表面に磁性トナーを摺擦するために磁
   性トナーを薄層化して供給する現像装置であって、前記
   磁性トナーを摺擦するためにその表面にトナーを保持し
   て回動するトナー保持部材と、トナー保持部材の裏面側
   に配設された磁界発生手段と、トナー保持部材の表面に
   近接して配置された前記磁性トナーを薄層化するための
   規制部材と、前記規制部材の上流側で、かつ前記磁界発
   生手段の磁界がおよぶ範囲のトナー保持部材表面近傍に
   配設された磁性トナーを撹乱するするための回転円筒状
   部材とを有することを特徴とする現像装置。
2. （２）トナー保持部材表面の移動方向と回転円筒状部材
   表面の移動方向が相反する方向であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の現像装置。